結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)1

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 課程名稱： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 學(xué) 院： 建筑工程學(xué) 專 業(yè)： 土木工程 學(xué) 號(hào)： 年 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 目 錄（一）設(shè)計(jì)題目-3（二）設(shè)計(jì)資料-3（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容-4 （四）資料參考-4 （五）主梁尺寸-4 （六）主梁全截面幾何特征值-8 （七）鋼筋面積的估算及鋼束布置-14 （八）主梁截面幾何特性計(jì)算-22 （九）持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算-28 （十）鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算-31 （十一）應(yīng)力驗(yàn)算-36 （十二）抗裂性驗(yàn)算-41 （十三）主梁變形計(jì)算-43 （一）設(shè)計(jì)題目： 40m預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式T形梁設(shè)計(jì)。（二）基本資料：（1）、簡支梁跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑Lb=40m，

2、計(jì)算跨徑L=38.88m。（2）、設(shè)計(jì)荷載：公路一級(jí)，人群荷載為3.0KN/m2，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0=1.0（3）、環(huán)境：橋址位于野外一般地區(qū)，一類環(huán)境，年平均相對(duì)濕度75。（4）、材料：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTM A41697a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線（1×7標(biāo)準(zhǔn)型），抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpd=1260 MPa，公稱直徑15.24mm，公稱面積140mm2。彈性模量Ep=1.95×105MPa，錨具采用夾片式群錨。 非預(yù)應(yīng)力鋼筋：受力鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋?？估瓘?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk=335MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd=280MPa。鋼筋彈性模量為E

3、s=2.0×105MPa。構(gòu)造鋼筋采用R235級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk=235MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd=195MPa。鋼筋彈性模量為Es=2.1×105MPa?；炷粒褐髁翰捎肅60，Ec=3.6×104MPa，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck=38.5MPa，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd=26.5MPa，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk=2.85MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd=1.96MPa。（5）、設(shè)計(jì)要求：根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）要求，按A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)此梁。（6）、施工方法：采用后張法施工，預(yù)制主梁時(shí)，預(yù)留孔道采用預(yù)埋金屬波紋管

4、成型。鋼絞線采用千斤頂兩端同時(shí)張拉；主梁安裝就位后現(xiàn)澆400mm寬的濕接縫，最后施工80mm厚的瀝青橋面鋪裝層。（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、根據(jù)資料給定的構(gòu)件截面尺寸，型式，估計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量，并進(jìn)行合理布局。2、計(jì)算主梁的截面幾何特性，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力，估算預(yù)應(yīng)力損失及計(jì)算各階段相應(yīng)有效應(yīng)力。3、進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。4、進(jìn)行施工和使用階段應(yīng)力驗(yàn)算。5、抗裂性驗(yàn)算。6、主梁的反拱度和撓度計(jì)算。7、繪制施工圖，整理說明書。（四）主要資料參考：公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理葉見曙主編 人民交通出版社 （五）主梁尺寸 主梁各部分尺寸如圖所示 變化點(diǎn)截面 支點(diǎn)截面圖一 主梁各部分尺

5、寸圖（尺寸單位：mm）主梁內(nèi)力組合序號(hào)荷載類型跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)截面（KN.m)(KN)（KN.m)(KN)(KN)1第一期恒載313802387222.12444.232第二期恒載1080081075.38150.753人群140.940.01103.7210.2216.344公路一級(jí)不計(jì)沖擊系數(shù)2366.72150.862213.6210.68270.5 沖擊系數(shù)（1+u）=1.104（六）主梁全截面幾何特征值 1）受壓翼緣有效寬度的計(jì)算按公路橋規(guī)規(guī)定，T形截面梁受壓翼緣有效寬度，取下列三者中的最小值: (1) 簡支梁計(jì)算跨徑的L/3,即L/3=38880/3=12960mm；(2)

6、相鄰兩梁的平均間距，對(duì)于中梁為1980mm；(3) ,式中b為梁腹板寬度，為承托長度，這里承托長度等于0，為受壓區(qū)翼緣懸出板的厚度，可取跨中截面翼板厚度的平均值，即 ,所以有 所以，受壓板翼緣的有效寬度=1684mm。2） 全截面幾何特性的計(jì)算 在工程設(shè)計(jì)中，主梁幾何特性多采用分塊數(shù)值求和法進(jìn)行，其計(jì)算式為全截面面積： A = 全截面重心至梁頂?shù)木嚯x：式中 分塊面積；分塊面積的重心至梁頂邊的距離。且 ；則 ；式中分塊面積對(duì)其自身重心軸的慣性矩； 對(duì)x-x（重心）軸的慣性矩。主梁跨中（II）截面的全截面幾何特性如下表所示。根據(jù)圖一可知變化點(diǎn)處的截面幾何尺寸與跨中截面相同，故幾何特性也相同。為 A

7、=664800mm，=873mm，=445.487×109mm4 =580078×103mm3 跨中截面分塊示意圖(帶濕接縫)分塊號(hào)分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4（mm4）145600405824×103833101.030×1090.078×1098520012010224×10375348.309×1090.068×1093232001010326432×1031376.066×109109.89×1091

8、0000198719870×103111412.410×1090.0056×1091008002160217728×1031287166.962×1090.659×109合計(jì)A=664800yu=873yb=1427S=580078×103334.777×109110.71×109=445.487×109 跨中截面（不帶濕接縫）分塊號(hào)分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4（mm4）113600404544×103875

9、86.975×1090.061×1098520012010224×10379553.849×1090.068×1093232001010326432×103952.917×109109.899×10910000198719870×103107211.492×1090.006×1091008002160217728×1031245156.243×1090.659×109合計(jì)A=632800yu=915yb=1385S=578798×103=311.

10、476×109=110.693×109=422.169×109 支點(diǎn)截面全截面幾何特性（不帶濕接縫） 截面分塊示意圖分塊號(hào)分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4（mm4）97600403904×10393585.324×1090.052×109628301147163×10386146.577×1090.037×109828001150952200×10317525.358×109365.01×109合計(jì)A=

11、988430yu=975yb=1325S=963267×103=157.259×109=365.099×109=522.358×109 支點(diǎn)截面（帶濕接縫）分塊號(hào)分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4（mm4）129600405184×103905106.146×1090.069×109628301147163×10383143.388×1090.037×109828001150952200×10320534.797&

12、#215;109365.010×109合計(jì)A=1020430yu=945yb=1355S=964547×103=184.331×109=365.116×109=549.447×109 變化點(diǎn)截面全截面幾何特性（不帶濕接縫） 截面分塊示意圖 變化點(diǎn)截面（不帶濕接縫）分塊號(hào)分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4（mm4）113600404544×103967106.226×1090.0606×1098520012010224×10388767

13、.033×1090.0682×109262400820215168×1031879.176×10958.8126×10910000161016100×1036033.636×1090.0056×1092376001970468072×103963220.343×1098.6249×109合計(jì)A=708800yu=1007yb=1293=714108×103=406.414×109=67.572×109=473.986×109 變化點(diǎn)截面（帶濕接縫

14、）分塊號(hào)分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4（mm4）129600405184×103961119.688×1090.069×109732001208784×10388156.815×1090.059×109262400820215168×1031818.596×10958.813×10910000160716070×1036063.672×1090.006×1092376001970468072×

15、;103969223.097×1098.625×109合計(jì)A=712800yu=1001yb=1299S=713278×103=411.868×109=67.572×109=479.440×109 （七）鋼筋面積的估算及鋼束布置 1）預(yù)應(yīng)力鋼筋面積估算 按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。 對(duì)于A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗裂要求由（13-123）可得跨中截面所需的有效預(yù)加力為 式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值有： 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為，則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的

16、距離為；鋼筋估算時(shí)，截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來計(jì)算，由表一可得跨中截面全截面面積3A=664800，全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩為 ；所以有效預(yù)加力為 預(yù)加力鋼筋的張拉控制應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則可得需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為 采用3束715.24鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為。采用夾片式錨群，70金屬波紋管成孔。2） 預(yù)應(yīng)力鋼筋布置（1） 跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置應(yīng)符合公路橋規(guī)中的有關(guān)構(gòu)造要求。參考已有的設(shè)計(jì)圖紙并按公路橋規(guī)中的構(gòu)造要求，對(duì)夸張那個(gè)截面預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行初步布置（如圖）（2） 錨固面鋼筋束布置為施工方便，全部3束預(yù)應(yīng)力

17、鋼筋均錨于梁端（圖）。這樣布置符合均勻分散的原則，不僅能滿足張拉的要求，而且N1，N2在梁端均彎起較高可以提供較大的預(yù)剪力 （3） 其他截面鋼束位置及傾角計(jì)算1、鋼束彎起形狀、彎起腳及彎曲半徑。采用直線段中接圓弧曲線的方式彎曲；為使預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力垂作用于錨墊板，N1、N2和N3彎起腳均取；各鋼束的彎曲半徑為RN1=60000mm；RN2=40000mm，RN3=20000mm2、鋼束各控制點(diǎn)位置的確定：以N3號(hào)鋼束為例，其彎起布置如圖所示。由導(dǎo)線點(diǎn)距錨固點(diǎn)的水平距離=4269mm由彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離=1399mm所以彎起點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離為：=4269+1399=5668mm則彎起

18、點(diǎn)至跨中截面的水平距離為Xk=（38880/2+298）-5668=14070mm根據(jù)圓弧切線的性質(zhì)，彎起點(diǎn)沿切線方向至導(dǎo)線點(diǎn)的距離與彎起點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)水平距離相等，所彎止點(diǎn)至導(dǎo)線點(diǎn)的水平距離為 =1385mm 故彎止點(diǎn)至跨中截面的水平距離為 =14070+1385+1399=16854mm。同理，可以計(jì)算N1、N2的控制點(diǎn)位置，將各鋼束的控制參數(shù)匯于下表：鋼束號(hào)升高值c（mm）彎起角0（°）彎起半徑R（mm）支點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離d（mm）彎起點(diǎn)距跨中截面水平距離xk（mm）彎止點(diǎn)距跨中截面水平距離（mm）N12200860000873898740N213008400002148319

19、13886N320082000029814070168543、各截面鋼束位置及其傾角計(jì)算仍以N3號(hào)鋼束為例，計(jì)算鋼束上任一點(diǎn)i離梁底距離及該點(diǎn)處鋼束的傾角，式中為鋼束彎起前其重心至梁底的距離，；點(diǎn)所在計(jì)算截面處鋼束位置的升高值。計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)判斷出i點(diǎn)所在處的區(qū)段，然后計(jì)算及，即當(dāng)時(shí)，i點(diǎn)位于直線段還未彎起，故當(dāng)時(shí)，i點(diǎn)位于圓弧彎曲段，及按下式計(jì)算，即當(dāng)時(shí)，i點(diǎn)位于靠近錨固端的直線段此時(shí)按下式計(jì)算，即各截面鋼束位置及其傾角見下表：計(jì)算截面鋼束編號(hào)x（mm）Lb1+Lb2（mm）（xixk）（mm） （°） ci （mm） ai=a+ci（mm）跨中截面xi=0N13898351為負(fù)值

20、，鋼束尚未彎起00100N283195567N3140702784L/4截面xi=9720mmN13898351xixkLb1+ Lb28722822N2831955670xixkLb1+ Lb22.00725125N3140702784負(fù)值未彎起00100變化點(diǎn)截面xi=9720mmN13898351xixkLb1+ Lb28722822N2831955670xixkLb1+ Lb22.00725125N3140702784負(fù)值未彎起00100支點(diǎn)截面xi=19440mmN13898351xixkLb1+ Lb2820882188N283195567xixkLb1+ Lb2811701270

21、N3140702784xixkLb1+ Lb285586584、鋼束平彎段的位置及平彎角N1、N2、N3三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線在跨中截面布置在同一條水平面上，而在錨固端三束鋼絞線則都在肋板中心線上，為實(shí)現(xiàn)鋼束的這種布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必須從兩側(cè)平彎到肋板中心線上，為了便于施工中布置預(yù)應(yīng)力管道，N2、N3在梁中的平彎采用相同的形式，其平彎位置如圖所示。平彎段有兩段曲線弧，每段曲線弧的彎曲角為3)非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積估算及布置按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量：在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定。設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底邊的

22、距離為，則有 。先假定為第一類T形梁截面，由公式其中 計(jì)算受壓區(qū)高度X，求得x=91.5mm=127mm。 Md=1.2恒+1.4汽+0.8=8877.456；則根據(jù)正截面承載力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為采用5根直徑為20的HRB335鋼筋，提供給的鋼筋截面面積為。在梁底布置成一排其間距為65mm，鋼筋重心到底邊的距離為. (八)主梁截面幾何特性計(jì)算 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁主梁截面幾何應(yīng)根據(jù)不同的受力階段分別計(jì)算。 （1）主梁預(yù)制并張拉預(yù)應(yīng)力根據(jù) 主梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，此時(shí)管道尚未壓漿，所以其截面特性為計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋影響（將非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算為混凝土）的凈截面，

23、該截面的截面特性計(jì)算中應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力管道的影響，T梁翼板寬度為1580mm （2）橋面、欄桿及人行道施工和運(yùn)營階段 此時(shí)主梁即為全截面參與工作，此時(shí)截面特性計(jì)算采用計(jì)入非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋影響的換算截面，T梁翼板寬度為1580mm。 第一階段跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）（mm4）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4=i+x（mm4）混凝土全截面632.8×103915579.012×106422.169×1098.40.045×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（ES1）AS=7.153&

24、#215;103225516.130×1060-1348.413.005×109預(yù)留管道面積3××702/4=11.545×103220025.399×1060-1293.4-19.313×109凈截面面積An=628.408×103yun=906.6=569.743×106422.169×109-6.263×109415.906×109 第一階段變化點(diǎn)截面（L/4截面）幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）（mm4）yuyi（m

25、m）x=Ai（yuyi）2mm4=i+x（mm4）混凝土全截面680.800×1031046712.117×106448.5018×1092.70.005×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（ES1）AS=7.153×103225516.130×1060-1211.710.502×109預(yù)留管道面積3××702/4=11.545×103195122.524×1060907.79.512×109凈截面面積An=676.408×103yun=1043.3=705.723

26、5;106448.5018×1090.995×109449.497×109第一階段支點(diǎn)截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）（mm4）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4=i+x（mm4）混凝土全截面988.430×103975963.719×106522.358×1099.90.097×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（ES1）AS=7.153×103225516.130×1060-1270.111.539×109預(yù)留管道面積3×&

27、#215;702/4=11.545×10392810.714×106056.9-0.037×109凈截面面積An=984.038×103yun=984.9=969.135×106522.358×10911.599×109533.957×109第二階段跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）（mm4）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4=i+x（mm4）混凝土全截面632.8×103915579.012×106422.169×1

28、0940.21.023×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（ES1）AS=7.153×103225516.130×10601299.812.085×109預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（EP1）Ap=12.986×103220028.569×10601244.820.122×109凈截面面積An=652.939×103yu=955.2=623.711×106422.169×10933.230×109455.399×109 第二階段變化點(diǎn)截面（L/4截面）幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai （mm

29、2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）（mm4）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4=i+x（mm4）混凝土全截面680.800×1031046712.117×106448.502×10929.10.577×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（ES1）AS=7.153×103225516.130×10601179.99.958×109預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（EP1）Ap=12.986×103195125.336×1060875.99.963×109凈截面面積An=700.939×103

30、yun=1075.1=753.583×106448.502×10920.498×109469×109 第二階段支點(diǎn)截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）（mm4）yuyi（mm）=Ai（yuyi）2mm4=i+x（mm4）混凝土全截面988.430×103975963.719×106522.358×1098.50.071×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（ES1）AS=7.153×103225516.130×10601271.511.564×

31、109預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（EP1）Ap=12.986×10392812.051×106055.50.040×109凈截面面積An=1008.569×103yun=983.5=991.900×106522.358×10911.675×109534.033×109第三階段跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）（mm4）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4=i+x（mm4）混凝土全截面664.8×103873580.370×106445.4

32、87×10939.61.043×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（ES1）AS=7.153×103225516.130×10601342.412.890×109預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（EP1）Ap=12.986×103220028.569×10601287.421.523×109凈截面面積An=684.939×103yun=912.6=625.069×106445.487×10935.456×109480.943×109第三階段變化點(diǎn)截面（L/4截面）幾何特性計(jì)算表分塊名稱分

33、塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）（mm4）yuyi（mm）x=Ai（yuyi）2mm4=i+x（mm4）混凝土全截面712.800×1031001713.513×106479.440×10929.10.604×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（ES1）AS=7.153×103225516.130×10601224.910.732×109預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（EP1）Ap=12.986×103195125.336×1060920.911.013×109凈截面面積An=732.9

34、39×103yun=1030.1=754.979×106479.440×10922.349×109501.789×109第三階段支點(diǎn)截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積Ai （mm2）Yi （mm）Si=Aiyi（mm3）（mm4）yuyi（mm）=Ai（yuyi）2mm4=i+x（mm4）混凝土全截面1020.430×103945964.306×106549.447×1098.80.079×109非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（ES1）AS=7.153×103225516.130×1061301

35、.212.111×109預(yù)應(yīng)力鋼筋換算面積（EP1）Ap=12.986×10392812.051×10625.80.009×109凈截面面積An=1040.569×103yun=953.8992.487×106549.447×10912.199×109561.646×109各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表受力階段計(jì)算截面A（mm2）yu（mm）Yb（mm）ep(mm)(mm4)W(mm3)Wu=/ yuWb=/ ybWp=/ ep階段1：孔道壓漿前跨中628.408×103906.6139

36、3.41293.4415.906×1094.588×1082.985×1083.216×108L/4（變化點(diǎn)）676.408×1031043.31256.7907.7449.497×1094.308×1083.577×1084.952×108支點(diǎn)984.038×103984.91315.756.9533.957×1095.421×1084.060×10893.841×108階段2：管道結(jié)硬后至濕接縫結(jié)硬前跨中625.939×103955.2134

37、4.81244.8455.399×1094.768×1083.386×1083.658×108L/4（變化點(diǎn)）700.939×1031075.11224.9875.9469×1094.362×1083.829×1085.354×108支點(diǎn)1008.569×103983.51316.555.5534.033×1095.430×1084.056×10896.222×108階段3：濕接縫結(jié)硬后跨中684.939×103912.61387.41287.4

38、480.943×1095.270×1083.467×1083.736×108L/4（變化點(diǎn)）732.939×1031030.11269.9920.9501.789×1094.871×1083.951×1085.449×108支點(diǎn)1040.569×103953.81346.225.8561.646×1095.889×1084.172×108217.692×108(九）持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 1）正截面承載力計(jì)算 一般取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承

39、載力計(jì)算3） 求受壓區(qū)高度x 先按第一類T形截面梁，略去構(gòu)造鋼筋影響，可得混凝土受壓區(qū)高度x，即受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說明確實(shí)是第一類T形截面梁4） 正截面承載力計(jì)算 跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的見圖，預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊距離（）為所以 mm從表中可知，梁跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值。截面抗彎矩承載力有所以跨中截面正截面承載力滿足要求。（4） 斜截面承載力計(jì)算(4) 斜截面抗剪承載力計(jì)算采用變化點(diǎn)截面處的斜截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算。首先，根據(jù)公式進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，即式中的為驗(yàn)算截面處剪力組合設(shè)計(jì)值，這里； 為混凝土強(qiáng)度等級(jí)，這里;為相應(yīng)于剪力組合設(shè)

40、計(jì)值處的截面有效高度，即自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)（包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋）至混凝土受壓邊緣的距離，這里縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面下緣的距離為 所以，為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，=1.25。帶入上式得計(jì)算表明，截面尺寸滿足要求，但需配置抗剪鋼筋。 斜截面抗剪承載力按式138即r0vdvcs+vpd =1.1。其中：a1為異號(hào)彎矩影響系數(shù)，a1=1.0；a2為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，a2=1.25；a3為受壓翼緣的影響系數(shù)a3=1.1。箍筋選用雙肢直徑為10mm的R235鋼筋，fsv=195MPa，間距Sv=200mm，則Asv=2×78.54=157.08mm2。故sv=Asv/Svb=157.08/2

41、00×160=0.00491。sinp采用全部3束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，即sinp=0.058。所以，Vcs=903.1KN, Vpd= 0.75×10-3×1260×2940×0.058=161.1KN 。 Vcs+ Vpd=1064.2KNr0vd=694.1KN。所以變化點(diǎn)截面處斜截面抗剪滿足要求。非預(yù)應(yīng)力構(gòu)造鋼筋作為承載力儲(chǔ)備，未予考慮。（2）斜截面抗彎承載力 由于鋼筋均錨固與梁端，鋼束數(shù)量沿跨長方向沒有變化，且彎起角度緩和，其斜截面抗彎強(qiáng)度一般不控制設(shè)計(jì)，故不另行驗(yàn)算。（八）鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算（9） 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉（錨下）控制應(yīng)力 按公

42、路橋規(guī)規(guī)定采用（10） 鋼束應(yīng)力損失 （1）預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失由其中 x=l/2+d d為錨固點(diǎn)到支點(diǎn)中線的水平距離；分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)及管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，采用預(yù)埋金屬波紋管成型時(shí)，由附表2-5查的。 跨中截面摩擦應(yīng)力損失計(jì)算鋼束編號(hào)xkx(MPa)(MPa)（°）弧度N180.13960.034919.5270.02930.0622139586.769N212.7210.22200.055519.6540.02950.08151395113.693N312.7210.22200.055519.7380.02960.08161395

43、113.832平均值104.76 L/4截面（變化點(diǎn)截面）摩擦應(yīng)力損失計(jì)算鋼束編號(hào)xkx(MPa)(MPa)（°）弧度N10009.8070.01470.0146139520.367N210.7210.18710.04689.9340.01490.0598139583.421N311.9600.20870.052210.0180.01500.0650139590.675平均值64.821 支點(diǎn)截面摩擦應(yīng)力損失計(jì)算鋼束編號(hào)x（m）kx （MPa）(MPa)（°）弧度N10000.0870.00010.000113950.14N20000.2140.00030.00031395

44、0.42N30000.2980.00040.000413950.56平均值0.37 各設(shè)計(jì)控制截面平均值截面跨中L/4(變化點(diǎn))支點(diǎn)l1平均值（MPa）104.7664.820.37（2）錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失（） 計(jì)算錨具變形、鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失，后張法曲線布筋的構(gòu)件應(yīng)考慮錨固后摩阻的影響。首先計(jì)算反摩阻影響長度，即式中的為張拉端錨具變形值，由附表2-6查得夾片式錨具頂壓張拉時(shí)為4mm；為單位長度由管道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失，為張拉端錨下張拉控制應(yīng)力，為扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力，；l為張拉端至錨固端的距離。求得后，若，則截面不受反阻摩擦影響，若，則距張拉端為x處的截面

45、由錨具變形和鋼筋回縮引起的考慮反阻摩擦后的預(yù)應(yīng)力損失按下式計(jì)算，即式中的為張拉端由錨具變形引起的考慮反阻摩擦后的預(yù)應(yīng)力損失，。 反摩阻影響長度計(jì)算表鋼束編號(hào)0=conl1（MPa）l=0l1（MPa）l（mm）d=（0l）/l（MPa/mm）lf（mm）N1139586.7691308.231195270.00444413248N21395113.6931281.307196540.00578511612N31395113.8321281.168197380.00576711630 錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算表截面鋼束編號(hào)X（mm）lf（mm）（MPa）l2（MPa）各控制截面l2平均值（M

46、Pa）跨中截面N11952713248117.75Xlf截面不受反摩阻影響0N21965411612134.35N31973811630134.14變化點(diǎn)（L/4）截面N1980713248117.7530.5822.86N2993411612134.3519.41N31001811630134.1418.59支點(diǎn)截面75116.98126.52N221411612134.35131.87N329811630134.14130.70（3）預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉是混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失（）對(duì)于簡支梁可取L/4截面計(jì)算，并以其計(jì)算結(jié)果作為全梁個(gè)截面預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力損失的平

47、均值。式中 m張拉批數(shù)，m=3；預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值,按張拉是混凝土的實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)計(jì)算；假定為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的91.67%，即，查附表12得：，故 全部預(yù)應(yīng)力鋼筋（m批）的合力在其作用點(diǎn)（全部預(yù)應(yīng)力鋼筋重心點(diǎn)）處所產(chǎn)生的混凝土正壓力，截面彈性按表 中第一階段取用；其中 所以（4）鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失（）式中 張拉系數(shù)，采用超張拉，取=0.9 鋼筋松弛系數(shù)，對(duì)于低松弛鋼絞線，取=0.3； 傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力， 這里仍采用l/4截面的應(yīng)力 至作為全梁的平均值計(jì)算，故有 所以 （5） 混凝土收縮、徐變引起的損失（） 混凝土收縮、徐變終極值引起的受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失可按下式計(jì)

48、算，即 式中加載齡期為時(shí)混凝土收縮應(yīng)變終極值和徐變系數(shù)終極值；加載齡期，即達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度為90%的齡期，近似按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件計(jì)算則有，則可得到對(duì)于二期恒載的加載齡期，假定為。 該梁所屬橋位于野外一般地區(qū)，相對(duì)濕度為75%，其構(gòu)件理論厚度，由此可查表12-3并插值得相應(yīng)的徐變系數(shù)終極值為為傳力錨固時(shí)在跨中和l/4截面的全部受力鋼筋截面重心處，由所引起的混凝土正應(yīng)力的平均值?？紤]到加載齡期不同，按徐變系數(shù)變小乘以折減系數(shù)。計(jì)算引起的應(yīng)力時(shí)采用第一階段截面特性，計(jì)算引起的應(yīng)力時(shí)采用第二階段截面特性。跨中截面 L/4截面 所以1/4=（Ap+As）/732939=0.00615，取跨中與l/4截面的平均值

49、計(jì)算，則有跨中截面 L/4截面 所以 ； ； 將各項(xiàng)代入即得各截面鋼束預(yù)應(yīng)力損失平均值及有效預(yù)應(yīng)力匯總表預(yù)加應(yīng)力階段LI=L1+L2+L4（MPa）使用階段pLI=L5+L6(MPa)鋼束有效預(yù)應(yīng)力（MPa）LIL2L4LIL5L6L預(yù)加力階段p=conLI使用階段pLII=conLIL跨中截面104.76022.01126.7734.4777.94112.711268.231155.52變化點(diǎn)截面64.8222.8622.01109.6934.4777.94112.711285.311172.60支點(diǎn)截面0.37126.5222.01148.9034.4777.94112.711246.11133.39（十一）應(yīng)力驗(yàn)算1）短暫狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算短暫狀況下（預(yù)加力階段）梁跨中截面上、下緣的正應(yīng)力 上緣： 下緣：其中，。截面特性取用第一階段的截面特性，代入上式得預(yù)加力階段混凝土的壓應(yīng)力滿足應(yīng)力限制值要求；混凝土的拉應(yīng)力通過規(guī)定的預(yù)拉區(qū)配筋率來防止出現(xiàn)裂縫，預(yù)拉區(qū)混凝土沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力，故預(yù)拉區(qū)只需配置箍筋率不少于0.2%的縱向鋼筋即可。（2）支點(diǎn)截面或運(yùn)輸、安裝階段的吊點(diǎn)截面的應(yīng)力驗(yàn)算，其方法與此相同，但應(yīng)注意計(jì)算圖式，預(yù)加應(yīng)力和截面幾何特性等的變化情況。2）持久狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算（1）截